人教版高中化學(xué)選擇性必修三4.3核酸學(xué)案

4.3核酸學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2．了解核酸的生物功能，能說(shuō)明核酸對(duì)于生命遺傳的意義過(guò)程方法：培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析、科學(xué)探究與證據(jù)推理”的核心素養(yǎng) 情感、態(tài)度、價(jià)值觀：培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的價(jià)值觀與意識(shí)【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1．了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2．了解核酸的生物功能，能說(shuō)明核酸對(duì)于生命遺傳的意義【預(yù)習(xí)新知】核酸的組成1．分類(lèi)：核酸分為脫氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA，絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是DNA。2．組成(1)核酸是一種生物大分子，是由許多核苷酸單體形成的聚合物。(2)核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和堿基，其中戊糖有脫氧核糖和核糖，在核酸中以環(huán)狀結(jié)構(gòu)的形式存在。(3)堿基的名稱(chēng)(符號(hào))和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式①腺嘌呤(A)：。②鳥(niǎo)嘌呤(G)：。③胞嘧啶(C)：。④胸腺嘧啶(T)：。⑤尿嘧啶(U)：。3．定義：核酸可以看作磷酸、戊糖和堿基通過(guò)一定方式結(jié)合而成的生物大分子。4．兩種核酸中的堿基(具有堿性的雜環(huán)有機(jī)化合物)(1)RNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)四種。(2)DNA中的堿基主要有腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四種。5．核酸的合成與水解6．腺苷三磷酸(ATP)(1)形成：腺嘌呤核苷中的核糖羥基與磷酸反應(yīng)，可形成腺苷酸(AMP)、腺苷二磷酸(ADP)及腺苷三磷酸(ATP)。(2)ATP中的特殊鍵磷酸與核糖之間通過(guò)磷酯鍵連接，磷酸與磷酸之間形磷酸酐鍵。(3)ATP的水解過(guò)程的能量變化核酸的結(jié)構(gòu)1．DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成，兩條鏈平行盤(pán)繞，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵作用，腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對(duì)，鳥(niǎo)嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對(duì)，結(jié)合成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。2．RNA的結(jié)構(gòu)RNA也是以核苷酸為基本構(gòu)成單位，其中的戊糖和堿基與DNA中的不同，核糖替代了脫氧核糖，尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)。RNA分子一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu)，比DNA分子小得多。核酸的生物功能1．基因：有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的遺傳信息，稱(chēng)為基因。2．生物功能(1)DNA分子的復(fù)制親代DNA分子的兩條鏈解開(kāi)后作為母鏈模板，在酶的作用下，利用游離的核苷酸各自合成一段與母鏈互補(bǔ)的子鏈。最后形成兩個(gè)與親代DNA完全相同的子代DNA分子，使核酸攜帶的遺傳信息通過(guò)DNA復(fù)制被精確地傳遞給下一代，并通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)影響生物體特定性狀的發(fā)生和發(fā)育。(2)RNA的生物功能RNA主要負(fù)責(zé)傳遞、翻譯和表達(dá)DNA所攜帶的遺傳信息。3．中國(guó)在核酸的研究中的貢獻(xiàn)(1)1981年，人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。(2)1999年，參與了人類(lèi)基因組計(jì)劃。(3)2002年，完成了水稻基因組圖譜的繪制?！舅伎继骄俊緿NA的結(jié)構(gòu)與堿基配對(duì)1．DNA分子是什么結(jié)構(gòu)？分子中的脫氧核糖、堿基的位置在哪部分？[提示]雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核糖在雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，堿基在內(nèi)側(cè)。2．DNA分子中的堿基通過(guò)什么作用形成雙鏈？堿基如何配對(duì)？[提示]通過(guò)氫鍵作用形成雙鏈。A與T，G與C。3．DNA分子中的堿基的定量關(guān)系？[提示]腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)數(shù)目相等；鳥(niǎo)嘌呤(G)與胞嘧啶(C)數(shù)目相等。1．DNA的結(jié)構(gòu)DNA分子為雙螺旋結(jié)構(gòu)，脫氧核糖、磷酸排列在外側(cè)，堿基通過(guò)氫鍵形成堿基對(duì)排列在內(nèi)側(cè)。2．堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(1)在DNA分子中，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)；在某些雙鏈RNA分子中，A與U配對(duì)，G與C配對(duì)。(2)定量關(guān)系①DNA分子中：A＝T，G＝C即A＋G＝T＋C。也就是DNA分子中嘌呤總數(shù)＝嘧啶總數(shù)。②DNA分子中：兩個(gè)互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值與該DNA分子中每一單鍵中之一比值相等。eq\f(A1＋A2＋T1＋T2,G1＋G2＋C1＋C2)＝eq\f(A1＋T1,G1＋C1)＝eq\f(A2＋T2,G2＋C2)③不同生物的DNA分子中，eq\f(A＋T,G＋C)不同?！眷柟逃?xùn)練】1.下列關(guān)于如圖所示過(guò)程的敘述錯(cuò)誤的是()A.甲是磷酸，在不同的核苷酸中種類(lèi)相同B.乙是戊糖，在DNA中是脫氧核糖，在RNA中是核糖C.丙是堿基，在人體細(xì)胞遺傳物質(zhì)中有5種D.丁是核苷酸，在一個(gè)細(xì)胞中有8種2.下列有關(guān)核酸的敘述正確的是()A.除病毒外，一切生物都有核酸存在 B.核酸分子均呈雙螺旋結(jié)構(gòu)C.核酸是生物的遺傳物質(zhì) D.組成核酸的基本單元是脫氧核苷酸3.下列有關(guān)核糖（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示）的說(shuō)法正確的是()A.與葡萄糖互為同系物 B.碳原子均是雜化C.能發(fā)生氧化反應(yīng) D.屬于生物大分子4.大多數(shù)生命的遺傳物質(zhì)是DNA，DNA分子的螺旋狀雙鏈結(jié)構(gòu)使遺傳信息得以精準(zhǔn)復(fù)制。下列說(shuō)法正確的是()A.構(gòu)成DNA的堿基與RNA的堿基完全相同B.DNA分子中不存在氫鍵C.DNA參與遺傳信息的傳遞和表達(dá)D.DNA分子中的遺傳信息實(shí)際上就是堿基對(duì)的排列順序5.下列關(guān)于核酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)說(shuō)法正確的是()A.核酸是一種無(wú)機(jī)酸B.核酸的性質(zhì)與蛋白質(zhì)相似，不會(huì)變性C.組成核酸的元素有C、H、O、N、P等D.核酸是生物小分子化合物6.DNA與RNA完全水解后產(chǎn)物的特點(diǎn)是()A.部分堿基相同，戊糖相同 B.部分堿基不同，戊糖不同C.堿基相同，戊糖不同 D.堿基不同，戊糖相同7.如圖表示生物體內(nèi)核酸的基本組成單元模式圖，下列說(shuō)法不正確的是()A.DNA和RNA在核苷酸上的不同點(diǎn)在②③方面B.若③是尿嘧啶，則此圖是組成RNA的原料C.若②為脫氧核糖，則與②相連的③有4種D.DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性取決于③的種類(lèi)多樣性8.核酸檢測(cè)為確認(rèn)病毒感染提供了關(guān)鍵的支持性證據(jù)。如圖所示是脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)片段。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.脫氧核糖核酸屬于高分子化合物B.環(huán)式2脫氧核糖（）與葡萄糖互為同系物C.脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)片段中存在極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵D.脫氧核糖核酸在一定條件下可以發(fā)生水解反應(yīng)9.病毒是一種具有包膜的RNA病毒，包膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。核酸檢測(cè)就是檢測(cè)病毒的RNA。下列說(shuō)法不正確的是()A.核酸中含有磷酯鍵B.核酸和蛋白質(zhì)都是生物大分子C.蛋白質(zhì)能發(fā)生水解反應(yīng)，而核酸不能發(fā)生水解反應(yīng)D.一定濃度的含氯消毒液可使病毒中的蛋白質(zhì)變性10.核酸檢測(cè)為確認(rèn)病毒感染提供了關(guān)鍵的支持性證據(jù)。某核糖核酸（RNA）的結(jié)構(gòu)片段示意圖如圖所示，它在酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、堿基和某酸。下列說(shuō)法不正確的是()A.核酸也可通過(guò)人工合成的方法得到B.酶是有機(jī)化合物，催化活性與溫度有關(guān)C.該核酸水解生成的堿基中含有氮元素D.該核酸完全水解生成的酸是

參考答案1.答案：C解析：根據(jù)圖分析可知，甲是磷酸，乙是戊糖，丙是堿基，丁是核苷酸。磷酸在不同的核苷酸中種類(lèi)相同，A正確；戊糖有脫氧核糖和核糖兩種，在DNA中是脫氧核糖，在RNA中是核糖，B正確；丙是堿基，人體細(xì)胞遺傳物質(zhì)為DNA，其堿基有4種，分別為A、T、C、G，C錯(cuò)誤；在一個(gè)細(xì)胞中既有DNA又有RNA，所以核苷酸有8種，即4種脫氧核糖核苷酸和4種核糖核苷酸，D正確。2.答案：C解析：大多數(shù)病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，A錯(cuò)誤；DNA分子呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，RNA分子一般呈單鏈狀結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；天然的核酸按其組成中所含戊糖的不同分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）兩大類(lèi)，其中組成DNA的基本單元是脫氧核糖核苷酸，組成RNA的基本單元是核糖核苷酸，D錯(cuò)誤。3.答案：C解析：葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，葡萄糖和核糖的結(jié)構(gòu)相似，但比核糖多1個(gè)CHOH，所以二者不互為同系物，A錯(cuò)誤；分子中飽和碳原子為雜化，醛基中的碳原子為雜化，B錯(cuò)誤；分子中的醛基、和—CH（OH）—都能發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；生物大分子是指生物體細(xì)胞內(nèi)存在的蛋白質(zhì)、核酸、多糖等大分子，核糖的相對(duì)分子質(zhì)量較小，屬于有機(jī)小分子化合物，D錯(cuò)誤。4.答案：D解析：構(gòu)成DNA的堿基有A、T、C、G，構(gòu)成RNA的堿基有A、U、C、G，堿基的種類(lèi)不完全相同，A錯(cuò)誤；DNA分子中存在氫鍵，B錯(cuò)誤；DNA是遺傳信息的儲(chǔ)存物質(zhì)，RNA參與遺傳信息的傳遞和表達(dá)，C錯(cuò)誤。5.答案：C解析：核酸是脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的總稱(chēng)，核酸是由多個(gè)核苷酸相互聚合而成的有機(jī)酸，A錯(cuò)誤；核酸的性質(zhì)與蛋白質(zhì)類(lèi)似，在重金屬鹽、加熱等化學(xué)或物理因素的影響下會(huì)發(fā)生變性，B錯(cuò)誤；核酸是由核苷酸相互聚合形成的大分子化合物，D錯(cuò)誤。6.答案：B解析：DNA完全水解的產(chǎn)物是脫氧核糖（戊糖）、磷酸和堿基（A、C、G、T），RNA完全水解的產(chǎn)物是核糖（戊糖）、磷酸和堿基（A、C、G、U），二者完全水解后的產(chǎn)物中部分堿基不同，戊糖不同。故選B。7.答案：D解析：DNA和RNA在核苷酸上的不同點(diǎn)除了在②戊糖（脫氧核糖和核糖）方面不同外，在③含氨堿基（A、T、G、C或A、U、G、C）方面也不完全相同，A正確；尿嘧啶是RNA特有的堿基，若③是尿嘧啶，則此圖是組成RNA的原料，B正確；若②為脫氧核糖，則題圖中的核苷酸為構(gòu)成DNA的脫氧核苷酸，人體內(nèi)與②（脫氧核糖）相連的③（含氮堿基）有4種（A、T、G、C），C正確；DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性取決于4種③（含氮堿基）排列順序的多樣性，D錯(cuò)誤。8.答案：B解析：脫氧核糖核酸屬于高分子化合物，A正確；環(huán)式2-脫氧核糖（）含有的羥基個(gè)數(shù)與葡萄糖不同，二者不互為同系物，B錯(cuò)誤；脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)片段中存在極性共價(jià)鍵（如C—H鍵）和非極性共價(jià)鍵（如C—C鍵），C正確；脫氧核糖核酸屬于高分子聚合物，在一定條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成脫氧核糖、磷酸和堿基，D正確。9.答案：C解析：由核苷酸形成核酸的過(guò)程屬于酯化反應(yīng)，會(huì)形成磷酯鍵，所以核酸中含有磷酯鍵，A正確；核酸是由核苷酸聚合形成的大分子，蛋白質(zhì)是由氨基酸通過(guò)縮聚反應(yīng)形成的大分子，所以核酸和蛋白質(zhì)都是生物大分子，B正確；蛋白質(zhì)在酶的催化作用下能水解成多肽，最終水解成為氨